功能化多孔硅的制備表征及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用.pdf

1、近年來，多孔硅作為一種新奇材料引起了人們的廣泛研究，對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、形成機(jī)理以及發(fā)光機(jī)制等方面進(jìn)行了大量研究，并取得了豐碩的成果。多孔硅在太陽能電池、光電器件、傳感器以及照明材料等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。此外，多孔硅具有較大的比表面積、良好的生物相容性、可降解性、低毒性等特性，也引起了科研工作者的極大興趣，以拓展其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。本文基于多孔硅研究的以上特點(diǎn)，在前人研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)探討多孔硅在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。
　　本論文以

2、多孔硅作為研究對(duì)象，研究了不同制備條件對(duì)多孔硅的性能影響，確定了多孔硅的最佳制備條件?？紤]到本研究為探討多孔硅在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，因此在其內(nèi)添加納米銅以利用納米金屬的殺菌消毒性來降低多孔硅的低毒性。為了提高多孔硅結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，本研究對(duì)所制多孔硅進(jìn)行了穩(wěn)定化、功能化處理，然后研究了多孔硅負(fù)載血清行為，為多孔硅在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中分別采用X射線粉末衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外分析光譜(FTIR

3、)、光致發(fā)光(PL)、X射線光電子能譜(XPS)等檢測(cè)手段對(duì)樣品進(jìn)行研究分析。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1.采用自制單槽電化學(xué)陽極腐蝕法制備多孔硅。確定了制備多孔硅的最佳條件:腐蝕液的體積比為HF∶C2H5OH=1∶1、腐蝕時(shí)間為30min、腐蝕電流密度為30mA/cm2。此時(shí)所獲多孔硅樣品的孔徑尺寸約為6.38 nm、孔隙率約為70.83％。
　　2.制備含納米銅的多孔硅樣品。分析了含納米銅多孔硅的晶格結(jié)構(gòu)、表面形貌、元

4、素組成及其光致發(fā)光性質(zhì)。隨著沉積時(shí)間和銅鹽濃度的增加，沉積在多孔硅上的納米銅含量逐漸增加。通過SEM分析了含納米銅多孔硅的表面形貌和未沉積多孔硅的差異。PL分析表明多孔硅內(nèi)含納米銅后其光致發(fā)光現(xiàn)象明顯減弱，且出現(xiàn)了微弱的藍(lán)移現(xiàn)象。
　　3.對(duì)所制多孔硅樣品進(jìn)行穩(wěn)定化處理。分別考察表面鈍化法、表面氧化法、有機(jī)物復(fù)合法等對(duì)多孔硅穩(wěn)定化處理的效果，其中最佳處理方法為雙氧水氧化處理法，隨著氧化時(shí)間的增加，其發(fā)光性能有先增大后減小的趨勢(shì)，處

5、理120 min時(shí)多孔硅的發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)。
　　4.通過物理吸附法、選用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)對(duì)多孔硅進(jìn)行表面修飾。
　　5.將生物分子成功負(fù)載到表面修飾后的多孔硅上。發(fā)現(xiàn)硅烷化后的多孔硅，其存在的化學(xué)連接和振動(dòng)模式對(duì)多孔硅吸附血清有著很大的作用，這也說明生物分子可以通過共價(jià)吸附的方式固定到功能化后的多孔硅的表面。
　　6.經(jīng)XPS分析可知，多孔硅、氧化后的多孔硅、硅烷化的多孔硅以及負(fù)載血清后的多孔硅，都含